Commande non linéaire hiérarchique d'un drone de type quadrotor sans mesure de la vitesse linéaire

Résumé

Le quadrotor est parmi les drones multi-rotors les plus connus dans la recherche, en raison de la simplicité de sa structure, son faible coût, et sa capacité d’effectuer des vols stationnaires, et d’atterrir et décoller verticalement. Malgré une complexité moindre de cet engin, la commande d’un tel système nécessite une attention particulière, puisque ce système est fortement non linéaire, multi-variable, couplé et sous actionné. Ce mémoire propose alors un contrôleur non linéaire pour être en mesure de stabiliser le quadrotor en vol. Un des scénarios qui doit être effectué par le quadrotor est la navigation autonome. En effet, la mise en oeuvre d’une telle mission nécessite la mesure des états du véhicule. Cependant certains de ces états peuvent être non accessibles, en plus les mesures des capteurs sont souvent affectées par les bruits extérieurs. Dans ce mémoire on s’intéresse au cas où la mesure de la vitesse linéaire n’est pas disponible pour la réalisation d’une loi de commande. Pour ce faire, une modélisation a été réalisée selon la formulation de Newton-Euler, par la suite la synthèse du contrôleur hiérarchique a été effectuée sur ce modèle, tel que le contrôleur de position implique un filtre non linéaire pour l’estimation de vitesse linéaire, et le contrôleur d’attitude est de type backstepping conçu avec des fonctions barrières de Lyapunov. Le choix des paramètres de ce régulateur a été basé sur l’analyse de la stabilité lorsque celle-ci est possible. La validation du contrôleur proposé a été effectuée en simulation sur plusieurs manoeuvres, puis une analyse a été faite à la fois sur le contrôleur hiérarchique simple et avec intégrale pour tester sa robustesse vis à vis des perturbations externes.

Date	24 févr. 2016
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Maarouf Saad (Directeur(-trice))